JP2017010280A - Tire pattern model creation method and tire simulation method - Google Patents

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JP2017010280A JP2015125113A JP2015125113A JP2017010280A JP 2017010280 A JP2017010280 A JP 2017010280A JP 2015125113 A JP2015125113 A JP 2015125113A JP 2015125113 A JP2015125113 A JP 2015125113A JP 2017010280 A JP2017010280 A JP 2017010280A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate mesh and shorten time of obtaining a model based on the set of elements divided by the mesh.SOLUTION: A land part being a portion of a tire tread surface is divided into a first area making any one surface penetrate in the first direction perpendicular to the one surface and a second area being a portion other than the first area. The mesh on the one surface is moved to the first direction and the first area is divided into multiple, and thereby the mesh is generated about the first area and a three-dimensional model of the first area is generated. The mesh on the cut surface of the second area is moved to the second direction unlike the first direction and the second area is divided into multiple, and thereby the mesh about the second area is generated to generate the three-dimensional model of the second area. The three-dimensional model generated about the first area is combined with the three-dimensional model generated about the second area.SELECTED DRAWING: Figure 12

Description

本発明は、タイヤパターンモデル作成方法、タイヤシミュレーション方法に関する。   The present invention relates to a tire pattern model creation method and a tire simulation method.

トレッドパターンは、タイヤの耐久性能、タイヤのハイドロプレーニング性能、タイヤの摩耗性能またはコーナリング性能に大きな影響を与えるため、トレッドパターンはできる限り忠実にモデル化する必要がある。   Since the tread pattern has a great influence on the durability performance of the tire, the hydroplaning performance of the tire, the wear performance of the tire, or the cornering performance, the tread pattern needs to be modeled as faithfully as possible.

有限要素法や有限体積法で構造解析や流体解析を行うには、解析対象の形状を、コンピュータで計算できるように形状が単純で小さな要素の集合として表す必要がある。小さな要素の集合は、メッシュと呼ばれる。解析対象について、メッシュを生成し、メッシュによって分割した要素の集合としてモデル化することによって、解析対象の形状を、コンピュータで計算することができる。   In order to perform structural analysis or fluid analysis by the finite element method or the finite volume method, it is necessary to represent the shape of the analysis target as a set of simple elements that are simple in shape and can be calculated by a computer. A collection of small elements is called a mesh. By generating a mesh for the analysis target and modeling it as a set of elements divided by the mesh, the shape of the analysis target can be calculated by a computer.

タイヤのトレッドパターンは、タイヤのハイドロプレーニング性能、タイヤの摩耗性能またはコーナリング性能に大きな影響を与えるため、トレッドパターンはできる限り忠実にモデル化する必要がある。特許文献1には、トレッド部に凹凸形状が設けられたタイヤについて有限要素モデルを作成する方法が開示されている。   Since the tread pattern of a tire has a great influence on the hydroplaning performance, tire wear performance, or cornering performance of the tire, it is necessary to model the tread pattern as faithfully as possible. Patent Document 1 discloses a method of creating a finite element model for a tire in which a tread portion has an uneven shape.

特開2006−18422号公報JP 2006-18422 A

メッシュは、CAD(Computer Aided Design)ソフトウェアの画面の表示内容を見ながら手動で生成する場合と、CADソフトウェアの機能によって自動で生成する場合とがある。メッシュを自動で生成することにより、作業時間を短縮することができる。タイヤについてメッシュを生成し、メッシュによって分割した要素の集合を得る場合、形状が複雑な部分については、メッシュを自動で生成できず、手動で生成することがある。メッシュを手動で生成する場合、自動で生成する場合よりも作業時間が長くなる。   There are cases where the mesh is manually generated while looking at the display content of the screen of CAD (Computer Aided Design) software, and where the mesh is automatically generated by the function of the CAD software. By automatically generating the mesh, the work time can be shortened. When a mesh is generated for a tire and a set of elements divided by the mesh is obtained, a mesh having a complicated shape cannot be automatically generated and may be generated manually. When the mesh is manually generated, the work time is longer than when the mesh is automatically generated.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、メッシュを生成し、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮できるタイヤパターンモデル作成方法、これを用いたタイヤシミュレーション方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides a tire pattern model creation method capable of shortening the time for generating a mesh and obtaining a model based on a set of elements divided by the mesh, and a tire simulation method using the tire pattern model creation method The purpose is to do.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、一態様によるタイヤパターンモデル作成方法は、タイヤトレッド面の一部である陸部について、任意の一表面を前記一表面と直交する第1の方向に貫通させた第1領域と、前記第1領域以外の部分である第2領域とに分割するステップと、前記一表面についてのメッシュを前記第1の方向に移動させて前記第1領域を複数に分割することで前記第1領域についてメッシュを生成して前記第1領域の3次元モデルを生成するステップと、前記第2領域の切断面についてのメッシュを前記第1の方向とは異なる第2の方向に移動させて前記第2領域を複数に分割することで前記第2領域についてメッシュを生成して前記第2領域の3次元モデルを生成するステップと、前記第1領域について生成した3次元モデルと前記第2領域について生成した3次元モデルとを組み合わせるステップと、を含む。この方法によれば、メッシュを生成し、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮できる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire pattern model creation method according to an aspect includes a first portion in which any one surface is orthogonal to the one surface with respect to a land portion that is a part of a tire tread surface. Dividing into a first region penetrating in a direction and a second region which is a portion other than the first region, and moving the mesh on the one surface in the first direction to A step of generating a mesh for the first region by dividing the first region to generate a three-dimensional model of the first region, and a mesh for a cut surface of the second region different from the first direction. Generating a mesh for the second region by moving in the direction of 2 to divide the second region into a plurality of regions, and generating a three-dimensional model of the second region; Including 3-dimensional model and the step of combining the three-dimensional model generated for the second region. According to this method, it is possible to reduce the time for generating a mesh and obtaining a model based on a set of elements divided by the mesh.

前記第2領域の3次元モデルを生成する際、前記第1領域の側面と前記第2領域の壁面とがなす溝壁角度が変化する場合、前記溝壁角度が同じ部分ごとに前記第2領域を分割し、分割した各部分について切断面を前記第2の方向に移動させつつ前記第2領域についてメッシュを生成して3次元モデルを生成し、個々の溝壁部分領域の3次元モデルを組み合わせて、前記第2領域の3次元モデルを生成することが好ましい。第2領域を複数の部分領域に分割することで、溝底の曲面が交わるような複雑な領域についても、メッシュを手動ではなく、自動で生成できるため、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮できる。   When generating a three-dimensional model of the second region, when the groove wall angle formed between the side surface of the first region and the wall surface of the second region changes, the second region is divided into portions where the groove wall angle is the same. And generating a three-dimensional model by generating a mesh for the second region while moving the cutting plane in the second direction for each of the divided portions, and combining the three-dimensional models of the individual groove wall partial regions Thus, it is preferable to generate a three-dimensional model of the second region. By dividing the second region into a plurality of partial regions, even a complex region where the curved surfaces of the groove bottom intersect can be generated automatically instead of manually, so a model based on a set of elements divided by the mesh can be created. The time to obtain can be shortened.

前記陸部を前記第1領域と前記第2領域とに分割する際、前記溝壁角度の代表位置を設定し、かつ、前記代表位置から前記陸部の内側方向に少なくとも1要素分離れた対応位置を設定し、前記対応位置に沿って前記第1領域と前記第2領域とに分割することが好ましい。これにより、溝壁角度がゼロであるために切断面を陸部の輪郭に沿って移動させることが困難である場合でも、1つ以上の要素分厚みを持たせることにより、第2領域について切断面要素を生成することができる。   When dividing the land portion into the first region and the second region, a representative position of the groove wall angle is set, and at least one element is separated from the representative position in the inward direction of the land portion. It is preferable to set a position and divide the first area and the second area along the corresponding position. Thereby, even when it is difficult to move the cut surface along the contour of the land portion because the groove wall angle is zero, the second region is cut by providing a thickness of one or more elements. Surface elements can be generated.

前記第1領域について生成した3次元モデルと前記第2領域について生成した3次元モデルとを組み合わせる際に隣接する領域のメッシュの形状が一致するように前記第1領域及び前記第2領域のメッシュを生成することが好ましい。このようにメッシュを作成すれば、各領域境界間の節点共有を利用することができるので、拘束結合などの設定の手間が不要となり、解析モデルの作成効率をさらに向上できる。   When combining the three-dimensional model generated for the first region and the three-dimensional model generated for the second region, the meshes of the first region and the second region are matched so that the shapes of the meshes of adjacent regions match. It is preferable to produce. If a mesh is created in this way, node sharing between each region boundary can be used, so that setting work such as constraint coupling is not required, and the efficiency of creating an analysis model can be further improved.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、一態様によるタイヤシミュレーション方法は、上記タイヤパターンモデル作成方法でタイヤパターンモデルを作成するステップと、前記タイヤパターンモデル以外の部分についての3次元モデルであるケーシングモデルを作成するステップと、前記タイヤパターンモデルと前記ケーシングモデルとを一体化するステップと、前記タイヤパターンモデルと前記ケーシングモデルとを一体化したタイヤ全体のモデルについてシミュレーションを行うステップとを含む。この方法によれば、メッシュを生成し、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮でき、シミュレーションにかかる時間を短縮できる。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, a tire simulation method according to one aspect includes a step of creating a tire pattern model by the tire pattern model creation method, and a three-dimensional model of a portion other than the tire pattern model A step of creating a casing model, a step of integrating the tire pattern model and the casing model, and a step of performing a simulation on a model of the entire tire integrating the tire pattern model and the casing model. Including. According to this method, it is possible to reduce the time required to generate a mesh and obtain a model based on a set of elements divided by the mesh, and the time required for simulation can be reduced.

本発明の一態様によれば、メッシュを生成し、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮できる。   According to one embodiment of the present invention, the time for generating a mesh and obtaining a model based on a set of elements divided by the mesh can be reduced.

図1は、第1の実施形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view in the tire meridian direction showing the pneumatic tire according to the first embodiment. 図2は、本実施形態に係るタイヤシミュレーション方法を実行する解析装置を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an analysis apparatus that executes the tire simulation method according to the present embodiment. 図3Aは、陸部領域と溝壁領域とを説明する図である。FIG. 3A is a diagram for explaining a land region and a groove wall region. 図3Bは、陸部領域と溝壁領域とを説明する図である。FIG. 3B is a diagram for explaining a land region and a groove wall region. 図3Cは、陸部領域と溝壁領域とを説明する図である。FIG. 3C is a diagram illustrating the land region and the groove wall region. 図3Dは、表面要素の大きさを変えずにタイヤ径方向に移動させる場合を示す図である。FIG. 3D is a diagram illustrating a case where the surface element is moved in the tire radial direction without changing the size of the surface element. 図3Eは、表面要素の大きさを変化させながらタイヤ径方向に移動させる場合を示す図である。FIG. 3E is a diagram showing a case of moving in the tire radial direction while changing the size of the surface element. 図4Aは、陸部領域の表面要素と溝壁領域の切断面要素との関係を示す図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a relationship between a surface element in a land region and a cut surface element in a groove wall region. 図4Bは、陸部について生成したメッシュの例を示す図である。FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a mesh generated for a land portion. 図4Cは、タイヤ全体に関するモデルの例を示す図である。FIG. 4C is a diagram illustrating an example of a model related to the entire tire. 図5は、第1の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a tire pattern model creation method according to the first embodiment. 図6は、溝壁領域と陸部領域との分割例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of dividing the groove wall region and the land portion region. 図7Aは、溝壁領域と陸部領域との他の分割例を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating another example of dividing the groove wall region and the land portion region. 図7Bは、溝壁領域と陸部領域との他の分割例を示す図である。FIG. 7B is a diagram illustrating another example of dividing the groove wall region and the land portion region. 図8は、第2の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を説明する図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a tire pattern model creation method according to the second embodiment. 図9は、各代表位置における切断面要素の例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a cut surface element at each representative position. 図10は、各代表位置における切断面要素それぞれについて移動させることによって得られる溝壁領域のモデルの例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a model of a groove wall region obtained by moving each cutting plane element at each representative position. 図11は、代表位置を説明する図である。FIG. 11 is a diagram for explaining representative positions. 図12は、第2の実施形態によって得られる、陸部のモデルの例を示す図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a land portion model obtained by the second embodiment. 図13は、第2の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を示すフローチャートである。FIG. 13 is a flowchart showing a tire pattern model creation method according to the second embodiment. 図14Aは、第3の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を説明する図である。FIG. 14A is a diagram illustrating a tire pattern model creation method according to the third embodiment. 図14Bは、厚みを持たせた切断面要素の例を示す図である。FIG. 14B is a diagram illustrating an example of a cut surface element having a thickness. 図14Cは、図14Bに示す切断面要素を除いた陸部の例を示す図である。FIG. 14C is a diagram illustrating an example of a land portion excluding the cut surface element illustrated in FIG. 14B. 図15は、第3の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を示すフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart showing a tire pattern model creation method according to the third embodiment. 図16Aは、パターンモデルとケーシングモデルとを一体化してタイヤ全体のモデルを作成する方法を説明する図である。FIG. 16A is a diagram for explaining a method of creating a model of the entire tire by integrating the pattern model and the casing model. 図16Bは、パターンモデルとケーシングモデルとを一体化してタイヤ全体のモデルを作成する方法を説明する図である。FIG. 16B is a diagram illustrating a method of creating a model of the entire tire by integrating the pattern model and the casing model. 図17は、タイヤ全体のモデルを作成し、シミュレーションする方法の例を示すフローチャートである。FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of a method for creating and simulating a model of the entire tire. 図18は、タイヤパターン解析モデルの例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a tire pattern analysis model.

以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者に自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. Further, the constituent elements of this embodiment include those that can be replaced while maintaining the identity of the invention and that are obvious for replacement. In addition, a plurality of modifications described in this embodiment can be arbitrarily combined within a range obvious to those skilled in the art.

(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法について説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a tire pattern model creation method according to the first embodiment will be described.

図1は、第1の実施形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ1の回転軸(図示せず)と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから離れる側をいう。タイヤ赤道面CLとは、空気入りタイヤ1の回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤ1のタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ幅は、タイヤ幅方向の外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面CL上にあって空気入りタイヤ1のタイヤ周方向に沿う線をいう。本実施の形態では、タイヤ赤道線にタイヤ赤道面と同じ符号「CL」を付す。また、本実施形態では、空気入りタイヤを長距離輸送用のトラック、バスなどのステア軸に装着される重荷重用ラジアルタイヤとした場合について説明する。   FIG. 1 is a cross-sectional view in the tire meridian direction showing the pneumatic tire according to the first embodiment. In the following description, the tire radial direction refers to a direction orthogonal to the rotation axis (not shown) of the pneumatic tire 1, and the tire radial direction inner side refers to the side toward the rotation axis in the tire radial direction, the tire radial direction outer side. Means the side away from the rotation axis in the tire radial direction. Further, the tire circumferential direction refers to a direction around the rotation axis as a central axis. Further, the tire width direction means a direction parallel to the rotation axis, the inner side in the tire width direction means the side toward the tire equator plane (tire equator line) CL in the tire width direction, and the outer side in the tire width direction means the tire width direction. Is the side away from the tire equatorial plane CL. The tire equatorial plane CL is a plane that is orthogonal to the rotation axis of the pneumatic tire 1 and passes through the center of the tire width of the pneumatic tire 1. The tire width is the width in the tire width direction between the portions located outside in the tire width direction, that is, the distance between the portions farthest from the tire equatorial plane CL in the tire width direction. The tire equator line is a line along the tire circumferential direction of the pneumatic tire 1 on the tire equator plane CL. In the present embodiment, the same sign “CL” as that of the tire equator plane is attached to the tire equator line. In the present embodiment, a case will be described in which the pneumatic tire is a heavy-duty radial tire mounted on a steer shaft such as a truck or bus for long-distance transportation.

図1に示すように、空気入りタイヤ1は、一対のビードコア11と、一対のビードフィラー12と、カーカス層13と、ベルト層14と、トレッドゴム15と、一対のサイドウォールゴム16とを備える。一対のビードコア11は、環状構造を有し、左右のビード部のコアを構成する。一対のビードフィラー12は、ローアーフィラーおよびアッパーフィラーから成り、一対のビードコア11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置されてビード部を補強する。カーカス層13は、単層構造を有し、左右のビードコア11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13の両端部は、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。ベルト層14は、積層された高角度ベルト141と、一対の交差ベルト142、143と、ベルトカバー144と、周方向補強層145とから成り、カーカス層13のタイヤ径方向外周に配置される。   As shown in FIG. 1, the pneumatic tire 1 includes a pair of bead cores 11, a pair of bead fillers 12, a carcass layer 13, a belt layer 14, a tread rubber 15, and a pair of sidewall rubbers 16. . The pair of bead cores 11 has an annular structure and constitutes the cores of the left and right bead portions. The pair of bead fillers 12 includes a lower filler and an upper filler, and is disposed on the tire radial direction outer periphery of the pair of bead cores 11 to reinforce the bead portion. The carcass layer 13 has a single-layer structure and is bridged in a toroidal shape between the left and right bead cores 11 to form a tire skeleton. Further, both end portions of the carcass layer 13 are wound and locked outward in the tire width direction so as to wrap the bead core 11 and the bead filler 12. The belt layer 14 includes a stacked high-angle belt 141, a pair of cross belts 142 and 143, a belt cover 144, and a circumferential reinforcing layer 145, and is disposed on the outer periphery in the tire radial direction of the carcass layer 13.

ここで、高角度ベルト141は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で40[deg]以上60[deg]以下のベルト角度(タイヤ周方向に対するベルトコードの繊維方向の傾斜角)を有する。また、高角度ベルト141は、カーカス層13のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。   Here, the high-angle belt 141 is formed by rolling a plurality of belt cords made of steel or an organic fiber material with a coating rubber, and an absolute value of a belt angle of 40 [deg] or more and 60 [deg] or less. The inclination angle of the fiber direction of the belt cord with respect to the tire circumferential direction). Further, the high-angle belt 141 is laminated and disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass layer 13.

一対の交差ベルト142、143は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で10[deg]以上30[deg]以下のベルト角度を有する。また、一対の交差ベルト142、143は、相互に異符号のベルト角度を有し、ベルトコードの繊維方向を相互に交差させて積層される(クロスプライ構造)。ここでは、タイヤ径方向内側に位置する交差ベルト142を内径側交差ベルトと呼び、タイヤ径方向外側に位置する交差ベルト143を外径側交差ベルトと呼ぶ。なお、3枚以上の交差ベルトが積層されて配置されても良い(図示省略)。また、一対の交差ベルト142、143は、高角度ベルト141のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。   The pair of cross belts 142 and 143 are formed by rolling a plurality of belt cords made of steel or organic fiber material with a coating rubber, and having a belt angle of 10 [deg] or more and 30 [deg] or less in absolute value. Have. Further, the pair of cross belts 142 and 143 have belt angles with different signs from each other, and are laminated so that the fiber directions of the belt cords cross each other (cross-ply structure). Here, the cross belt 142 located on the inner side in the tire radial direction is called an inner diameter side cross belt, and the cross belt 143 located on the outer side in the tire radial direction is called an outer diameter side cross belt. Note that three or more cross belts may be laminated (not shown). In addition, the pair of cross belts 142 and 143 are disposed so as to be stacked on the outer side in the tire radial direction of the high-angle belt 141.

ベルトカバー144は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で10[deg]以上45[deg]以下のベルト角度を有する。また、ベルトカバー144は、交差ベルト142、143のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。なお、この実施の形態では、ベルトカバー144が、外径側交差ベルト143と同一のベルト角度を有し、また、ベルト層14の最外層に配置されている。なお、ベルト層は、さらに、交差ベルト間あるいは交差ベルトよりもタイヤ径方向内側に周方向補強層を設けてもよい。周方向補強層は、スチール製のワイヤから成り、少なくとも1本のワイヤをタイヤ周方向に対して±5[deg]の範囲内で傾斜させつつ螺旋状に巻き廻わして構成される。   The belt cover 144 is formed by coating a plurality of belt cords made of steel or organic fiber material with a coat rubber and rolling, and has a belt angle of 10 [deg] or more and 45 [deg] or less in absolute value. Further, the belt cover 144 is disposed so as to be laminated on the outer side in the tire radial direction of the cross belts 142 and 143. In this embodiment, the belt cover 144 has the same belt angle as the outer diameter side crossing belt 143 and is disposed in the outermost layer of the belt layer 14. The belt layer may further include a circumferential reinforcing layer between the cross belts or on the inner side in the tire radial direction of the cross belt. The circumferential reinforcing layer is made of a steel wire and is configured by winding at least one wire in a spiral shape while inclining within a range of ± 5 [deg] with respect to the tire circumferential direction.

周方向補強層145は、スチール製のワイヤから成り、少なくとも1本のワイヤをタイヤ周方向に対して±5[deg]の範囲内で傾斜させつつ螺旋状に巻き廻わして構成される。また、周方向補強層145は、一対の交差ベルト142、143の間に挟み込まれて配置される。また、周方向補強層145は、一対の交差ベルト142、143の左右のエッジ部よりもタイヤ幅方向内側に配置される。具体的には、ワイヤが内径側交差ベルト142の外周に螺旋状に巻き廻されて、周方向補強層145が形成される。この周方向補強層145がタイヤ周方向の剛性を補強することにより、タイヤの耐久性能が向上する。   The circumferential reinforcing layer 145 is made of a steel wire, and is configured by winding at least one wire in a spiral manner while inclining within a range of ± 5 [deg] with respect to the tire circumferential direction. Further, the circumferential reinforcing layer 145 is disposed between the pair of cross belts 142 and 143. Further, the circumferential reinforcing layer 145 is disposed on the inner side in the tire width direction with respect to the left and right edge portions of the pair of cross belts 142 and 143. Specifically, the wire is spirally wound around the outer periphery of the inner diameter side crossing belt 142 to form the circumferential reinforcing layer 145. The circumferential reinforcing layer 145 reinforces the rigidity in the tire circumferential direction, so that the durability performance of the tire is improved.

なお、ベルト層14は、エッジカバーを有しても良い(図示省略)。一般に、エッジカバーは、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、タイヤ周方向に対して±5[deg]の範囲内のベルト角度を有する。また、エッジカバーは、外径側交差ベルト143(あるいは内径側交差ベルト142)の左右のエッジ部のタイヤ径方向外側にそれぞれ配置される。これらのエッジカバーがタガ効果を発揮することにより、トレッド部センター領域とショルダ領域との径成長差が緩和されて、タイヤの耐偏摩耗性能が向上する。   The belt layer 14 may have an edge cover (not shown). Generally, the edge cover is formed by rolling a plurality of belt cords made of steel or organic fiber material with a coat rubber, and has a belt angle within a range of ± 5 [deg] with respect to the tire circumferential direction. Further, the edge covers are respectively disposed on the outer sides in the tire radial direction of the left and right edge portions of the outer diameter side cross belt 143 (or the inner diameter side cross belt 142). When these edge covers exhibit a tagging effect, the difference in diameter growth between the tread portion center region and the shoulder region is alleviated, and the uneven wear resistance performance of the tire is improved.

トレッドゴム15は、カーカス層13およびベルト層14のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部33を構成する。一対のサイドウォールゴム16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部を構成する。なお、この実施の形態では、空気入りタイヤ1がタイヤ赤道面CLを中心とした左右対称な構造を有している。   The tread rubber 15 is disposed on the outer periphery in the tire radial direction of the carcass layer 13 and the belt layer 14 to constitute a tread portion 33 of the tire. The pair of sidewall rubbers 16 are respectively arranged on the outer sides in the tire width direction of the carcass layer 13 to constitute left and right sidewall portions. In this embodiment, the pneumatic tire 1 has a symmetrical structure with the tire equatorial plane CL as the center.

また、空気入りタイヤ1は、図1に示すように、トレッド部33にタイヤ周方向に延在する2本の周方向主溝21が形成されている。周方向主溝21は、タイヤ赤道面CLを挟んで、タイヤ幅方向の両側に設けられている。周方向主溝21は、周方向にジグザグの形状で延在している。   In the pneumatic tire 1, as shown in FIG. 1, two circumferential main grooves 21 extending in the tire circumferential direction are formed in the tread portion 33. The circumferential main grooves 21 are provided on both sides in the tire width direction across the tire equatorial plane CL. The circumferential main groove 21 extends in a zigzag shape in the circumferential direction.

周方向主溝21同士の間には、破線で示すラグ溝60Aが設けられている。また、周方向主溝21からタイヤ幅方向の外側に向かってラグ溝60Bが設けられている。   A lug groove 60 </ b> A indicated by a broken line is provided between the circumferential main grooves 21. A lug groove 60B is provided from the circumferential main groove 21 toward the outer side in the tire width direction.

また、トレッド部33は、トレッドゴム15が、周方向主溝21によって区画され、複数の陸部、具体的には1つの陸部41と、2つの陸部42とに分割された形状となる。陸部41は、2本の周方向主溝21と2本のラグ溝60Aとで挟まれた領域である。2つの陸部42は、それぞれ周方向主溝21と2本のラグ溝60Bとで挟まれた領域である。陸部42は、タイヤ幅方向外側の端部が、トレッド部33の路面と接地する領域のタイヤ幅方向の端部である。ここで、本実施形態の空気入りタイヤ1のトレッド部33は、タイヤ赤道面CLを対象面として左右非対称である。次に、本実施形態に係るタイヤシミュレーション方法を実行する装置について説明する。   The tread portion 33 has a shape in which the tread rubber 15 is partitioned by the circumferential main groove 21 and is divided into a plurality of land portions, specifically, one land portion 41 and two land portions 42. . The land portion 41 is a region sandwiched between the two circumferential main grooves 21 and the two lug grooves 60A. The two land portions 42 are regions sandwiched between the circumferential main groove 21 and the two lug grooves 60B, respectively. The land portion 42 is an end portion in the tire width direction in a region where the end portion on the outer side in the tire width direction contacts the road surface of the tread portion 33. Here, the tread portion 33 of the pneumatic tire 1 of the present embodiment is asymmetrical with respect to the tire equatorial plane CL as a target plane. Next, an apparatus for executing the tire simulation method according to the present embodiment will be described.

図2は、本実施形態に係るタイヤシミュレーション方法を実行する解析装置を示す説明図である。本実施形態に係るタイヤシミュレーション方法は、図2に示す解析装置50によって実現できる。解析装置50はコンピュータであり、図2に示すように、処理部52と記憶部54とで構成される。また、この解析装置50には、入出力装置51が電気的に接続されている。入出力装置51は、入力部53を有している。この入力部53は、タイヤを構成するゴムの物性値や補強コードの物性値、あるいは接地解析、転動解析等の変形解析に用いる境界条件等を処理部52や記憶部54へ入力する。   FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an analysis apparatus that executes the tire simulation method according to the present embodiment. The tire simulation method according to the present embodiment can be realized by the analysis device 50 shown in FIG. The analysis device 50 is a computer and includes a processing unit 52 and a storage unit 54 as shown in FIG. In addition, an input / output device 51 is electrically connected to the analysis device 50. The input / output device 51 has an input unit 53. The input unit 53 inputs physical property values of rubber constituting the tire, physical property values of reinforcing cords, boundary conditions used for deformation analysis such as contact analysis and rolling analysis, and the like to the processing unit 52 and the storage unit 54.

入力部53には、キーボード、マウス等の入力デバイスを使用することができる。記憶部54には、タイヤの解析(接地解析や転動解析、あるいは振動解析等)や本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を含むコンピュータプログラムが格納されている。記憶部54は、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ(CD−ROM等のような読み出しのみが可能な記憶媒体)や、RAM(Random Access Memory)のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。   An input device such as a keyboard or a mouse can be used for the input unit 53. The storage unit 54 stores a computer program including tire analysis (ground contact analysis, rolling analysis, vibration analysis, etc.) and a tire simulation method according to the present embodiment. The storage unit 54 is a non-volatile memory such as a hard disk device, a magneto-optical disk device, or a flash memory (a storage medium that can be read only such as a CD-ROM), or a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory). The memory can be configured by a combination of these, or a combination thereof.

上記コンピュータプログラムは、コンピュータシステムに既に記録されているコンピュータプログラムとの組み合わせによって、接地解析や転動解析、あるいは本実施形態に係るタイヤのシミュレーション方法を実現できるものであってもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器などのハードウェアを含むものとする。   The computer program may be capable of realizing the ground contact analysis, the rolling analysis, or the tire simulation method according to the present embodiment, in combination with a computer program already recorded in the computer system. Here, the “computer system” includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.

処理部52は、モデル作成部52aと、条件設定部52bと、解析部52cと、評価値算出部52dと、判定部52eと、を含む。モデル作成部52aは、解析対象のタイヤを、複数の節点を有する複数の要素に分割して、解析に供するタイヤモデルを作成し、記憶部54に保存する。モデル作成部52aは、タイヤモデルに加え、解析する条件、モデルに基づいて決定される種々の部材をモデル化する。モデル作成部52aは、例えば、解析対象のタイヤのモデル(タイヤモデル)に加え、タイヤと接触するリムのモデル(リムモデル)、タイヤに嵌め込むホイールのモデル(ホイールモデル)、タイヤが接触する路面のモデル(路面モデル)等を作成する。これによりモデル作成部52aは、少なくともタイヤモデルを含む解析モデルを作成する。   The processing unit 52 includes a model creation unit 52a, a condition setting unit 52b, an analysis unit 52c, an evaluation value calculation unit 52d, and a determination unit 52e. The model creation unit 52 a divides the tire to be analyzed into a plurality of elements having a plurality of nodes, creates a tire model for analysis, and stores the tire model in the storage unit 54. In addition to the tire model, the model creation unit 52a models various members that are determined based on the conditions to be analyzed and the model. For example, in addition to the tire model to be analyzed (tire model), the model creation unit 52a includes a rim model (rim model) that contacts the tire, a wheel model that fits into the tire (wheel model), and a road surface that the tire contacts. Create a model (road surface model). Thereby, the model creation unit 52a creates an analysis model including at least a tire model.

条件設定部52bは、モデル作成部52aで作成した解析モデルの解析を実行するための各種条件を設定する。各種条件としては、解析時に解析結果に条件を変更する設計変数と、条件を変更しない固定値とがある。設計変数としては、タイヤモデルのベルト層を構成するベルトの枚数、ベルトの配置位置、タイヤモデルのトレッド部のゴムまたはコートゴムのヤング率や幅、ベルトのワイヤの角度、エンドや剛性、カーカス層の形状や寸法の少なくとも1つを含む。また、設計変数や固定値としては、上記に加え、タイヤモデルを構成する各部の物性値や、解析モデルのタイヤモデル以外のモデルの各種形状、物性値が含まれる。条件設定部52bは、入力部53で入力を検出した操作や記憶部54に記憶されている情報に基づいて各種条件(設計変数、固定値)を決定する。また、条件設定部52bは、実行する解析処理の内容、解析の収束条件等の解析条件も設定する。また、条件設定部52bは、解析条件として、タイヤモデルの表面(プロファイル)をタイヤ幅方向において、複数に分割した領域も設定する。なお、プロファイルを複数の領域に分割した各領域の情報は、評価値算出部52dで評価値を算出する際に用いられる。   The condition setting unit 52b sets various conditions for executing the analysis of the analysis model created by the model creation unit 52a. As various conditions, there are a design variable that changes the condition in the analysis result at the time of analysis and a fixed value that does not change the condition. The design variables include the number of belts that make up the tire model belt layer, the position of the belt, the Young's modulus and width of the rubber or coat rubber of the tread of the tire model, the angle of the belt wire, the end and rigidity, the carcass layer Includes at least one of shape and dimensions. In addition to the above, the design variables and fixed values include physical property values of each part constituting the tire model, various shapes and physical property values of models other than the tire model of the analysis model. The condition setting unit 52 b determines various conditions (design variables, fixed values) based on the operation detected by the input unit 53 and the information stored in the storage unit 54. The condition setting unit 52b also sets analysis conditions such as the contents of analysis processing to be executed and analysis convergence conditions. The condition setting unit 52b also sets an area obtained by dividing the surface (profile) of the tire model into a plurality of parts in the tire width direction as the analysis condition. Information on each region obtained by dividing the profile into a plurality of regions is used when the evaluation value is calculated by the evaluation value calculation unit 52d.

解析部52cは、モデル作成部52aが作成した解析モデルを記憶部54から読み出し、所定の条件の下で変形解析を実行する。なお、変形解析としては、作成したタイヤモデルが変形する種々の要因の変形解析が対象となる。具体的には、解析部52cは、タイヤを路面に接触させることで発生する変形を解析したり、タイヤをインフレートさせることで発生する変形を解析したり、タイヤをホイールに装着させることで発生する変形を解析したり、経時変化によりタイヤに生じる変形を解析したりする。経時変化によりタイヤに生じる変形としては、設定した距離の走行により生じるタイヤの変形つまり走行成長により生じるタイヤの変形、経年劣化による変形および走行状態とすることにより生じるタイヤの変形等がある。ここで、解析部52cは、後述する実施形態でタイヤをリムに組み込むことで生じる変形、タイヤをインフレートすること、つまりタイヤに所定の内圧を充填することで生じる変形、タイヤを走行成長させることで生じる変形を計算する。   The analysis unit 52c reads the analysis model created by the model creation unit 52a from the storage unit 54, and executes deformation analysis under a predetermined condition. In addition, as a deformation | transformation analysis, the deformation | transformation analysis of the various factor which the created tire model deform | transforms becomes object. Specifically, the analysis unit 52c generates deformation by analyzing deformation generated by bringing the tire into contact with the road surface, analyzing deformation generated by inflating the tire, or attaching the tire to the wheel. The deformation to be analyzed is analyzed, and the deformation generated in the tire due to the change with time is analyzed. Deformation that occurs in the tire due to changes over time includes deformation of the tire caused by traveling for a set distance, that is, deformation of the tire caused by running growth, deformation due to aging deterioration, deformation of the tire caused by running conditions, and the like. Here, the analysis unit 52c deforms when the tire is incorporated into the rim in the embodiment described later, inflates the tire, that is, deforms caused by filling the tire with a predetermined internal pressure, and causes the tire to travel and grow. Calculate the deformation that occurs in.

評価値算出部52dは、解析部52cで変形解析した解析モデルのタイヤモデルに基づいてタイヤモデルの表面の成長量を算出し、算出した成長量から評価値を算出する。評価値算出部52dは、変形解析前のタイヤモデルと変形解析後のタイヤモデルとを比較して成長量を算出する。具体的には、評価値算出部52dは、変形解析前のタイヤモデルの任意の要素と変形解析後のタイヤモデルの当該任意の要素と同一の要素との距離、つまり座標差を算出し、当該座標差を成長量として算出する。また、評価値算出部52dは、タイヤ表面(タイヤのプロファイル)の各要素を対象として成長量また評価値を算出する。次に、評価値算出部52dは、評価値として、算出した成長量の平均と分散を算出する。ここで、評価値算出部52dは、タイヤモデルを複数の領域に分割しており、算出した成長量の平均と分散を当該分割された領域毎に算出する。評価値算出部52dは、領域毎に成長量の平均と分散を算出したら、当該領域毎の成長量の平均と分散に基づいて、当該領域毎の成長量の平均と分散の平均と分散、つまりタイヤ全体の平均と分散を算出する。   The evaluation value calculation unit 52d calculates the growth amount of the surface of the tire model based on the tire model of the analysis model deformed and analyzed by the analysis unit 52c, and calculates an evaluation value from the calculated growth amount. The evaluation value calculation unit 52d calculates the growth amount by comparing the tire model before deformation analysis with the tire model after deformation analysis. Specifically, the evaluation value calculation unit 52d calculates a distance between an arbitrary element of the tire model before deformation analysis and the same element as the arbitrary element of the tire model after deformation analysis, that is, a coordinate difference, The coordinate difference is calculated as the growth amount. The evaluation value calculation unit 52d calculates a growth amount and an evaluation value for each element on the tire surface (tire profile). Next, the evaluation value calculation unit 52d calculates the average and variance of the calculated growth amounts as evaluation values. Here, the evaluation value calculation unit 52d divides the tire model into a plurality of regions, and calculates the average and variance of the calculated growth amounts for each of the divided regions. After calculating the average and variance of the growth amount for each region, the evaluation value calculation unit 52d, based on the average and variance of the growth amount for each region, the average and variance of the growth amount for each region, that is, Calculate the average and variance of the entire tire.

判定部52eは、評価値算出部52dで算出されたタイヤ全体の平均と分散とに基づいて、タイヤの性能を評価する。また、判定部52eは、算出された評価値が条件設定部52bで設定された収束条件を満足するかを判定する。判定部52eは、算出された評価値が条件設定部52bで設定された収束条件を満足していないと判定した場合、条件設定部52bで設計変数を変更させ、再度評価値の算出を実行させる。また、判定部52eは、算出された評価値が条件設定部52bで設定された収束条件を満足していると判定した場合、当該評価値を算出した際の設計変数を算出結果として算出する。   The determination unit 52e evaluates the performance of the tire based on the average and variance of the entire tire calculated by the evaluation value calculation unit 52d. The determination unit 52e determines whether the calculated evaluation value satisfies the convergence condition set by the condition setting unit 52b. If the determination unit 52e determines that the calculated evaluation value does not satisfy the convergence condition set by the condition setting unit 52b, the condition setting unit 52b changes the design variable and causes the evaluation value to be calculated again. . Further, when the determination unit 52e determines that the calculated evaluation value satisfies the convergence condition set by the condition setting unit 52b, the determination unit 52e calculates a design variable when the evaluation value is calculated as a calculation result.

なお、モデル作成部52aと条件設定部52bと解析部52cと、評価値算出部52dと判定部52eとは、解析モデルや条件や解析結果を算出、決定したら、決定した各結果を記憶部54の所定領域に格納する。また、各部は、記憶部54に格納された各結果を用いて、解析、作成を実行する。   The model creation unit 52a, the condition setting unit 52b, the analysis unit 52c, the evaluation value calculation unit 52d, and the determination unit 52e calculate and determine the analysis model, the condition, and the analysis result, and then store the determined results in the storage unit 54. Stored in a predetermined area. Further, each unit performs analysis and creation using each result stored in the storage unit 54.

処理部52は、例えば、メモリおよびCPU(Central Processing Unit)により構成されている。解析時においては、モデル作成部52aが作成した解析モデルや入力データ等に基づいて、処理部52が上記プログラムを処理部52に組み込まれたメモリに読み込んで演算する。その際に処理部52は、記憶部54へ演算途中の数値を適宜格納し、また記憶部54へ格納した数値を取り出して演算を進める。なお、この処理部52は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアによって、その機能を実現するものであってもよい。   The processing unit 52 includes, for example, a memory and a CPU (Central Processing Unit). At the time of analysis, based on the analysis model created by the model creation unit 52a, input data, and the like, the processing unit 52 reads the program into a memory incorporated in the processing unit 52 and performs computation. At that time, the processing unit 52 appropriately stores a numerical value in the middle of the calculation in the storage unit 54, and extracts the numerical value stored in the storage unit 54 and advances the calculation. The processing unit 52 may realize the function by dedicated hardware instead of the computer program.

表示部55は、例えば、液晶表示装置等の表示用デバイスである。記憶部54は、他の装置(例えばデータベースサーバ)内にあってもよい。例えば、解析装置50は、入出力装置51を備えた端末装置から通信により処理部52や記憶部54にアクセスするものであってもよい。   The display unit 55 is a display device such as a liquid crystal display device. The storage unit 54 may be in another device (for example, a database server). For example, the analysis device 50 may access the processing unit 52 and the storage unit 54 by communication from a terminal device including the input / output device 51.

このような構成において、処理部52は、モデル作成部52aにより解析モデルを作成する。モデル作成部52aは、作成した解析モデルを記憶部54の所定領域に保存する。具体的には、解析対象であるタイヤのモデルを含む解析モデルを作成する。ここで、解析モデルは、有限要素法(Finite Element Method:FEM)や有限差分法(Finite Differences Method:FDM)等の数値解析手法を用いてコンピュータが変形解析および剛性解析を実行するために用いるモデルであって、コンピュータで解析可能である。解析モデルは、数学的モデルや数学的離散化モデルを含む。   In such a configuration, the processing unit 52 creates an analysis model by the model creation unit 52a. The model creation unit 52 a stores the created analysis model in a predetermined area of the storage unit 54. Specifically, an analysis model including a tire model to be analyzed is created. Here, the analysis model is a model used by a computer to perform deformation analysis and rigidity analysis using a numerical analysis method such as a finite element method (FEM) or a finite difference method (FDM). It can be analyzed by a computer. The analysis model includes a mathematical model and a mathematical discretization model.

図3Aから図3Cは、陸部領域4と溝壁領域2とを説明する図である。図3Aは、陸部領域4及び溝壁領域2の例を示す斜視図である。図3Aに示すように、トレッド部33は、陸部41と陸部42とを含む。図3Bは、陸部41の断面の例を示す斜視図である。図3Bに示すように、陸部41は陸部領域4と溝壁領域2とに分割することができる。   3A to 3C are diagrams illustrating the land region 4 and the groove wall region 2. FIG. 3A is a perspective view showing an example of the land region 4 and the groove wall region 2. As shown in FIG. 3A, the tread portion 33 includes a land portion 41 and a land portion 42. FIG. 3B is a perspective view illustrating an example of a cross section of the land portion 41. As shown in FIG. 3B, the land portion 41 can be divided into a land portion region 4 and a groove wall region 2.

図3Cは、溝壁領域2の断面の例を示す図である。図3Cに示すように、トレッド部33は、複数の陸部領域4と、複数の陸部領域4の間に設けられた溝壁領域2とを含む。溝壁領域2の溝底側は半径Rの曲面になって溝底面に連続している。   FIG. 3C is a diagram illustrating an example of a cross section of the groove wall region 2. As shown in FIG. 3C, the tread portion 33 includes a plurality of land portion regions 4 and a groove wall region 2 provided between the plurality of land portion regions 4. The groove bottom side of the groove wall region 2 is a curved surface having a radius R and continues to the groove bottom surface.

モデル作成部52aは、図3Aから図3Cに示すように、陸部41を陸部領域4と溝壁領域2とに分割し、陸部領域4と溝壁領域2とについて別々にメッシュを作成する。表面、切断面など任意の一表面を、一表面と直交する方向に貫通させることにより、第1領域である陸部領域4が得られる。陸部41のうち、陸部領域4以外の部分が、第2領域である溝壁領域2となる。モデル作成部52aは、陸部領域4については、表面要素40をタイヤ径方向に移動させて複数に分割することにより、例えばCADソフトウェアの機能によって、メッシュを自動で生成する。表面要素40は、陸部領域4のうち路面に接する面を含む部分である。   As shown in FIGS. 3A to 3C, the model creation unit 52a divides the land portion 41 into the land portion region 4 and the groove wall region 2, and separately creates a mesh for the land portion region 4 and the groove wall region 2. To do. The land region 4 as the first region is obtained by penetrating an arbitrary surface such as a surface or a cut surface in a direction orthogonal to the one surface. Of the land portion 41, a portion other than the land portion region 4 becomes the groove wall region 2 which is the second region. The model creation unit 52a automatically generates a mesh for the land region 4 by moving the surface element 40 in the tire radial direction and dividing it into a plurality of parts, for example, by the function of CAD software. The surface element 40 is a part including a surface in contact with the road surface in the land region 4.

モデル作成部52aは、溝壁領域2については、切断面要素20をタイヤ周方向又はタイヤ幅方向に移動させて複数に分割することにより、例えばCADソフトウェアの機能によってメッシュを自動で生成する。切断面要素20は、陸部41の、表面要素40に直交する断面のうち、陸部領域4を除いた部分である。なお、溝壁領域2には、溝壁と溝底形状を持つ主溝、ラグ溝、サイプ及びショルダ部が含まれる。図3Bに示す陸部領域4については、表面要素40を、その大きさを変えずにタイヤ径方向に移動させつつ複数に分割することによりメッシュを生成することができる。図3Dは、表面要素40の大きさを変えずにタイヤ径方向に移動させる場合を示す図である。表面要素40をタイヤ径方向に移動させながら陸部領域4を複数に分割することにより、メッシュを生成する。このとき、図3Dに示すように、表面要素40を、その大きさを変えずに径方向に移動させるため、平面視において重心Gの位置は変化しない。   For the groove wall region 2, the model creation unit 52 a automatically generates a mesh by, for example, a CAD software function by moving the cut surface element 20 in the tire circumferential direction or the tire width direction and dividing it into a plurality of parts. The cut surface element 20 is a portion of the land portion 41 excluding the land portion region 4 in the cross section orthogonal to the surface element 40. The groove wall region 2 includes a main groove having a groove wall and a groove bottom shape, a lug groove, a sipe, and a shoulder portion. As for the land region 4 shown in FIG. 3B, a mesh can be generated by dividing the surface element 40 into a plurality of parts while moving the surface element 40 in the tire radial direction without changing the size. FIG. 3D is a diagram illustrating a case where the surface element 40 is moved in the tire radial direction without changing the size of the surface element 40. A mesh is generated by dividing the land region 4 into a plurality while moving the surface element 40 in the tire radial direction. At this time, as shown in FIG. 3D, the surface element 40 is moved in the radial direction without changing the size thereof, so that the position of the center of gravity G does not change in plan view.

モデル作成部52aは、表面要素40の大きさを変化させながらタイヤ径方向に移動させて陸部領域4を複数に分割することによりメッシュを生成してもよい。図3Eは、表面要素の大きさを変化させながらタイヤ径方向に移動させる場合を示す図である。図3Eに示すように、表面要素40Zを、その大きさを変化させながら表面の位置Zからタイヤ径方向に移動させる。このとき、平面視による重心の位置が変化しないようにタイヤ径方向に移動させる。すなわち、表面の位置Zでの表面要素40Zの重心GZの位置と、移動途中の位置Zでの要素40Zの重心GZの位置とは、平面視において同一である。したがって、表面要素40Zの各辺は同じ比率で変化するため、移動途中の要素40Zと表面要素40Zとは相似である。同様に、切断面要素20について、その大きさを変えずにタイヤ周方向に移動させてもよいし、その大きさを変化させながらタイヤ周方向に移動させてもよい。 The model creation unit 52a may generate a mesh by dividing the land portion region 4 into a plurality of portions by moving in the tire radial direction while changing the size of the surface element 40. FIG. 3E is a diagram showing a case of moving in the tire radial direction while changing the size of the surface element. As shown in FIG. 3E, a surface element 40Z 0, moving from the position Z 0 of the surface while changing its magnitude in the tire radial direction. At this time, it is moved in the tire radial direction so that the position of the center of gravity in plan view does not change. That is, the position of the center of gravity GZ 0 surface element 40Z 0 at the position Z 0 of the surface, and the position of the center of gravity GZ 1 element 40Z 1 at the position Z 1 of the way of movement is the same in plan view. Therefore, each side of the surface element 40Z 0 which varies at the same ratio, which is similar to the movement middle element 40Z 1 and the surface element 40Z 0. Similarly, the cut surface element 20 may be moved in the tire circumferential direction without changing its size, or may be moved in the tire circumferential direction while changing its size.

図4Aは、陸部領域4の表面要素40と溝壁領域2の切断面要素20との関係を示す図である。図4Aに示すように、本実施形態では、陸部領域4の表面要素40と溝壁領域2の切断面要素20とをそれぞれ作成する。表面要素40は、陸部領域4のトレッド表面に表れる2次元要素である。切断面要素20は、溝壁領域2の仮想切断面に表れる2次元要素である。   FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the surface element 40 in the land region 4 and the cut surface element 20 in the groove wall region 2. As shown to FIG. 4A, in this embodiment, the surface element 40 of the land part area | region 4 and the cut surface element 20 of the groove wall area | region 2 are each created. The surface element 40 is a two-dimensional element that appears on the tread surface of the land region 4. The cut surface element 20 is a two-dimensional element that appears on the virtual cut surface of the groove wall region 2.

表面要素40を矢印Y1のようにタイヤ径方向に移動させて陸部領域4を複数に分割することにより、陸部領域4についてメッシュを自動で生成できる。また、切断面要素20を矢印Y2のようにタイヤ周方向に移動させて溝壁領域2を複数に分割することにより、溝壁領域2についてメッシュを自動で生成できる。なお、図4Aにおいて、陸部領域4について、表面要素40の代わりに、表面要素40に直交する切断面要素を作成し、タイヤ周方向又はタイヤ幅方向に移動させてもよい。   A mesh can be automatically generated for the land region 4 by moving the surface element 40 in the tire radial direction as indicated by the arrow Y1 and dividing the land region 4 into a plurality of regions. Further, the mesh can be automatically generated for the groove wall region 2 by moving the cut surface element 20 in the tire circumferential direction as indicated by the arrow Y2 and dividing the groove wall region 2 into a plurality of portions. In addition, in FIG. 4A, about the land part area | region 4, instead of the surface element 40, the cut surface element orthogonal to the surface element 40 may be created, and you may make it move to a tire circumferential direction or a tire width direction.

図4Bは、陸部41について生成したメッシュの例を示す図である。図4Bに示すように、陸部領域4について生成したメッシュと溝壁領域2について生成したメッシュとを組み合せることにより、陸部41全体に関するモデルを得ることができる。また、図3Aに示す陸部42についても同様に陸部領域4と溝壁領域2に分割して処理することにより、陸部42全体に関するモデルを得ることができる。   FIG. 4B is a diagram illustrating an example of a mesh generated for the land portion 41. As shown in FIG. 4B, a model relating to the entire land portion 41 can be obtained by combining the mesh generated for the land portion region 4 and the mesh generated for the groove wall region 2. Similarly, the land portion 42 shown in FIG. 3A can be similarly divided into the land portion region 4 and the groove wall region 2 to process the land portion 42 as a model.

図4Cは、タイヤ全体に関するモデルの例を示す図である。図4Bに示すように得られた陸部41に関するモデルと陸部42に関するモデルとを、タイヤ周方向に連続して形成することにより、図4Cに示すように、タイヤ全体に関するモデルを得ることができる。   FIG. 4C is a diagram illustrating an example of a model related to the entire tire. As shown in FIG. 4C, a model relating to the entire tire can be obtained by continuously forming the model relating to the land portion 41 and the model relating to the land portion 42 obtained in the tire circumferential direction as shown in FIG. 4B. it can.

図5は、第1の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を示すフローチャートである。図5に示すように、最初に、パターン形状を陸部領域4と溝壁領域2とに分割する(ステップS101)。このとき、タイヤトレッド面の一部である陸部41について、任意の一表面を、一表面と直交する第1の方向に貫通させた第1領域である陸部領域4と、第1領域以外の部分である第2領域である溝壁領域2とに分割する。   FIG. 5 is a flowchart showing a tire pattern model creation method according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, first, the pattern shape is divided into the land region 4 and the groove wall region 2 (step S101). At this time, with respect to the land portion 41 that is a part of the tire tread surface, the land portion region 4 that is a first region in which any one surface is penetrated in a first direction orthogonal to the one surface, and other than the first region And a groove wall region 2 which is a second region which is a portion of

次に、陸部領域4の表面または切断面の2次元要素を作成し、表面要素40または切断面要素をタイヤ径方向に沿って少なくとも溝底まで移動させつつ陸部領域4を複数に分割することにより、3次元モデルを生成する(ステップS102)。さらに、溝壁領域2の切断面の2次元要素を作成し、切断面要素20を陸部の輪郭に沿ってタイヤ周方向又はタイヤ幅方向に移動させつつ溝壁領域2を複数に分割することにより、3次元モデルを生成する(ステップS103)。   Next, a two-dimensional element of the surface or cut surface of the land region 4 is created, and the land region 4 is divided into a plurality while moving the surface element 40 or the cut surface element to at least the groove bottom along the tire radial direction. Thus, a three-dimensional model is generated (step S102). Furthermore, a two-dimensional element of the cut surface of the groove wall region 2 is created, and the groove wall region 2 is divided into a plurality while moving the cut surface element 20 in the tire circumferential direction or the tire width direction along the contour of the land portion. Thus, a three-dimensional model is generated (step S103).

そして、ステップS102において作成した陸部領域の3次元モデルと、ステップS103において作成した溝壁領域の3次元モデルとを組み合わせ、かつタイヤ周方向に展開する(ステップS104)。すなわち、陸部領域の3次元モデルと溝壁領域の3次元モデルとを組み合わせたモデルを、タイヤ周方向に連続して形成する。   Then, the three-dimensional model of the land region created in step S102 and the three-dimensional model of the groove wall region created in step S103 are combined and developed in the tire circumferential direction (step S104). That is, a model combining a three-dimensional model of the land region and a three-dimensional model of the groove wall region is continuously formed in the tire circumferential direction.

以上の処理により、メッシュを手動ではなく、自動で生成できるため、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮できる。   With the above processing, the mesh can be automatically generated instead of manually, so that the time for obtaining a model based on a set of elements divided by the mesh can be shortened.

(溝壁領域と陸部領域との分割例)
図6は、溝壁領域2と陸部領域4との分割例を示す図である。図6に示すように、陸部41aは、2本の周方向主溝21と2本のオープンサイプ61とで挟まれた領域である。オープンサイプ61は、両端が周方向主溝21に開放しているサイプである。
(Division example of groove wall area and land area)
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of dividing the groove wall region 2 and the land portion region 4. As shown in FIG. 6, the land portion 41 a is a region sandwiched between the two circumferential main grooves 21 and the two open sipes 61. The open sipe 61 is a sipe whose both ends are open to the circumferential main groove 21.

陸部41aには、エッジサイプ62が設けられている。エッジサイプ62は、一端が周方向主溝21に開放し、他端が閉塞しているサイプである。   An edge sipe 62 is provided in the land portion 41a. The edge sipe 62 is a sipe having one end opened to the circumferential main groove 21 and the other end closed.

陸部41aには、クローズサイプ63が設けられている。クローズサイプ63は、両端が周方向主溝21に開放せずに閉塞しているサイプである。   A close sipe 63 is provided in the land portion 41a. The closed sipe 63 is a sipe in which both ends are closed without opening to the circumferential main groove 21.

オープンサイプ61、エッジサイプ62及びクローズサイプ63は、溝壁領域2に含まれる。   The open sipe 61, the edge sipe 62, and the closed sipe 63 are included in the groove wall region 2.

陸部領域4は、陸部41aから溝壁領域2を除いた領域である。陸部領域4の表面要素40をタイヤ径方向に移動させることにより、陸部領域4についてメッシュを自動で生成できる。また、溝壁領域2の切断面要素20をタイヤ周方向に移動させることにより、溝壁領域2についてメッシュを自動で生成できる。   The land portion region 4 is a region obtained by removing the groove wall region 2 from the land portion 41a. By moving the surface element 40 of the land region 4 in the tire radial direction, a mesh can be automatically generated for the land region 4. Moreover, a mesh can be automatically generated for the groove wall region 2 by moving the cut surface element 20 of the groove wall region 2 in the tire circumferential direction.

ショルダ部の形状が図1に示す形状とは異なる場合がある。図7A及び図7Bは、溝壁領域2と陸部領域4との他の分割例を示す図である。   The shape of the shoulder portion may be different from the shape shown in FIG. 7A and 7B are diagrams showing another example of division of the groove wall region 2 and the land portion region 4.

図7Aは、ショルダ部42aがSCG(Stress Wear Control Groove)タイプの場合を示す。ショルダ部42aに、溝M1が設けられている。このため、ショルダ部42a全体について、メッシュを自動で生成することは難しい。そこで、図7Aに示すように、ショルダ部42aを、分割線Daによって、陸部領域4と溝壁領域2とに分ける。陸部領域4については、表面要素すなわち表面のメッシュをタイヤ径方向に移動させることにより、メッシュを自動で生成することができる。溝壁領域2については、切断面要素すなわち切断面のメッシュをタイヤ周方向に移動させることにより、メッシュを自動で生成することができる。   FIG. 7A shows a case where the shoulder portion 42a is of the SCG (Stress Wear Control Groove) type. A groove M1 is provided in the shoulder portion 42a. For this reason, it is difficult to automatically generate a mesh for the entire shoulder portion 42a. Therefore, as shown in FIG. 7A, the shoulder portion 42a is divided into a land portion region 4 and a groove wall region 2 by a dividing line Da. As for the land region 4, the mesh can be automatically generated by moving the surface element, that is, the mesh on the surface in the tire radial direction. About the groove wall area | region 2, a mesh can be automatically produced | generated by moving a cut surface element, ie, the mesh of a cut surface, in a tire peripheral direction.

図7Bは、ショルダ部42bがSER(Shoulder Edge Rib)タイプの場合を示す。図7Bに示すように、溝M2が設けられている。このため、ショルダ部42b全体について、メッシュを自動で生成することは難しい。そこで、図7Bに示すように、ショルダ部42bを、分割線Dbによって、陸部領域4と溝壁領域2とに分ける。陸部領域4については、表面要素すなわち表面のメッシュをタイヤ径方向に移動させることにより、メッシュを自動で生成することができる。溝壁領域2については、切断面要素すなわち切断面のメッシュをタイヤ周方向に移動させることにより、メッシュを自動で生成することができる。   FIG. 7B shows a case where the shoulder portion 42b is a SER (Shoulder Edge Rib) type. As shown in FIG. 7B, a groove M2 is provided. For this reason, it is difficult to automatically generate a mesh for the entire shoulder portion 42b. Therefore, as shown in FIG. 7B, the shoulder portion 42b is divided into the land region 4 and the groove wall region 2 by the dividing line Db. As for the land region 4, the mesh can be automatically generated by moving the surface element, that is, the mesh on the surface in the tire radial direction. About the groove wall area | region 2, a mesh can be automatically produced | generated by moving a cut surface element, ie, the mesh of a cut surface, in a tire peripheral direction.

以上のように、第1の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法は、タイヤトレッド面の一部である陸部について、任意の一表面を前記一表面と直交する第1の方向に貫通させた第1領域と、前記第1領域以外の部分である第2領域とに分割するステップと、前記一表面についてのメッシュを前記第1の方向に移動させて前記第1領域を複数に分割することで前記第1領域についてメッシュを生成して前記第1領域の3次元モデルを生成するステップと、前記第2領域の切断面についてのメッシュを前記第1の方向とは異なる第2の方向に移動させて前記第2領域を複数に分割することで前記第2領域についてメッシュを生成して前記第2領域の3次元モデルを生成するステップと、前記第1領域について生成した3次元モデルと前記第2領域について生成した3次元モデルとを組み合わせるステップと、を含む。このため、手動でメッシュを生成する手間は不要であり、パターンモデルの作成時間を大幅に短縮できる。   As described above, in the tire pattern model creation method according to the first embodiment, for a land portion that is a part of the tire tread surface, an arbitrary one surface is penetrated in a first direction orthogonal to the one surface. Dividing the region into one region and a second region other than the first region, and moving the mesh for the one surface in the first direction to divide the first region into a plurality of regions. Generating a mesh for the first region to generate a three-dimensional model of the first region; and moving the mesh for the cut surface of the second region in a second direction different from the first direction. Generating a mesh for the second region by dividing the second region into a plurality of regions to generate a three-dimensional model of the second region, a three-dimensional model generated for the first region, and the first Comprising the steps of: combining the three-dimensional model generated for the region. This eliminates the need to manually generate the mesh, and can greatly reduce the time for creating the pattern model.

(第2の実施形態)
溝壁領域2の溝壁角度が場所によって変化する場合がある。そのような場合には、溝壁領域2について分割し、分割した各部分を移動させることにより、3次元モデルを生成する。
(Second Embodiment)
The groove wall angle of the groove wall region 2 may vary depending on the location. In such a case, the three-dimensional model is generated by dividing the groove wall region 2 and moving the divided parts.

図8は、第2の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を説明する図である。図8は、溝壁領域2の溝壁角度θが変化する場合を示す。溝壁角度θは、陸部領域4の側面4Sと溝壁領域2の壁面2Sとがなす角度である。   FIG. 8 is a diagram for explaining a tire pattern model creation method according to the second embodiment. FIG. 8 shows a case where the groove wall angle θ of the groove wall region 2 changes. The groove wall angle θ is an angle formed between the side surface 4S of the land region 4 and the wall surface 2S of the groove wall region 2.

図8に示すように、陸部41bが陸部領域4と溝壁領域2とで構成される場合において、陸部領域4の表面要素40の端部に、代表位置A、代表位置B、代表位置C、代表位置Dを設定する。代表位置A、代表位置B、代表位置C、代表位置Dにおいて、代表位置Aと代表位置Bとの間は溝壁角度θが10度、代表位置Bと代表位置Cとの間は溝壁角度θが8度、代表位置Cと代表位置Dとの間は溝壁角度θが12度、であるものとする。溝壁領域2を、同じ角度毎の部分領域に分割することにより、各部分領域についてメッシュを自動で生成することができる。   As shown in FIG. 8, in the case where the land portion 41 b is composed of the land portion region 4 and the groove wall region 2, the representative position A, the representative position B, and the representative position are formed at the end of the surface element 40 of the land portion region 4. Position C and representative position D are set. In the representative position A, the representative position B, the representative position C, and the representative position D, the groove wall angle θ is 10 degrees between the representative position A and the representative position B, and the groove wall angle is between the representative position B and the representative position C. It is assumed that θ is 8 degrees, and the groove wall angle θ is 12 degrees between the representative position C and the representative position D. By dividing the groove wall region 2 into partial regions at the same angle, a mesh can be automatically generated for each partial region.

図9は、各代表位置における切断面要素の例を示す図である。図10は、各代表位置における切断面要素それぞれについて移動させることによって得られる溝壁領域2のモデルの例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a cut surface element at each representative position. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a model of the groove wall region 2 obtained by moving each cutting plane element at each representative position.

図9において、代表位置Aと代表位置Bとの間における切断面要素20A、代表位置Bと代表位置Cとの間における切断面要素20B、代表位置Cと代表位置Dとの間における切断面要素20Cを、それぞれ矢印YAの方向、矢印YBの方向、矢印YCの方向に移動させながらメッシュを作成する。このように、溝壁領域2を、同じ角度毎の部分領域に分割し、部分領域の要素すなわちメッシュをそれぞれ移動させながら部分領域を複数に分割することでメッシュを作成することにより、図10に示すように、溝壁領域2のモデルが得られる。   In FIG. 9, the cut surface element 20A between the representative position A and the representative position B, the cut surface element 20B between the representative position B and the representative position C, and the cut surface element between the representative position C and the representative position D. A mesh is created while moving 20C in the direction of arrow YA, the direction of arrow YB, and the direction of arrow YC, respectively. In this way, the groove wall region 2 is divided into partial regions at the same angle, and a mesh is created by dividing the partial region into a plurality of parts while moving the elements of the partial region, that is, the mesh. As shown, a model of groove wall region 2 is obtained.

図11は、代表位置を説明する図である。図11は、陸部41bの周辺を平面視で示す。図11に示すように、溝壁角度が変化する位置P1、P2、P3、P4を代表位置とすることが好ましい。例えば、溝壁角度が変化する頂点の位置を代表位置とすることが好ましい。なお、場合によっては、同一節点及び同一要素数で各切断面要素のメッシュを作成してもよい。   FIG. 11 is a diagram for explaining representative positions. FIG. 11 shows the periphery of the land portion 41b in plan view. As shown in FIG. 11, the positions P1, P2, P3, and P4 at which the groove wall angle changes are preferably set as the representative positions. For example, it is preferable to set the position of the apex where the groove wall angle changes as the representative position. In some cases, a mesh of each cutting plane element may be created with the same node and the same number of elements.

図12は、第2の実施形態によって得られる、陸部41bのモデルの例を示す図である。上述したように、陸部領域4と溝壁領域2とに分割して陸部領域4についてメッシュを作成し、さらに溝壁領域2については溝壁角度ごとに分割してメッシュを作成することにより、図12に示す陸部41bのモデルを得ることができる。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a model of the land portion 41b obtained by the second embodiment. As described above, by dividing the land region 4 and the groove wall region 2 to create a mesh for the land region 4, and further dividing the groove wall region 2 for each groove wall angle to create a mesh. A model of the land portion 41b shown in FIG. 12 can be obtained.

図13は、第2の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を示すフローチャートである。第2の実施形態では、図5のステップS103を図13に示すステップS201からステップS204に置き換えて、陸部の3次元モデルを得る。   FIG. 13 is a flowchart showing a tire pattern model creation method according to the second embodiment. In the second embodiment, step S103 in FIG. 5 is replaced with step S204 from step S201 shown in FIG. 13 to obtain a three-dimensional model of the land portion.

図13に示すように、最初に、パターン形状を陸部領域4と溝壁領域2とに分割する(ステップS101)。次に、陸部領域4の表面または切断面の2次元要素を作成し、表面要素40または切断面要素をタイヤ径方向に沿って少なくとも溝底まで移動させて複数に分割することで、3次元モデルを生成する(ステップS102)。   As shown in FIG. 13, first, the pattern shape is divided into the land region 4 and the groove wall region 2 (step S101). Next, a two-dimensional element of the surface or cut surface of the land region 4 is created, and the surface element 40 or the cut surface element is moved to at least the groove bottom along the tire radial direction and divided into a plurality of three-dimensional elements. A model is generated (step S102).

溝壁領域2については、最初に、溝壁角度の変化による少なくとも1つの溝壁角度代表位置を選定する(ステップS201)。各代表位置で溝壁領域の切断面要素についてメッシュをそれぞれ作成する(ステップS202)。   For the groove wall region 2, first, at least one groove wall angle representative position is selected by changing the groove wall angle (step S201). A mesh is created for each cut surface element of the groove wall region at each representative position (step S202).

次に、各切断面要素を陸部の輪郭に沿って移動させながら溝壁領域を複数に分割することでメッシュを作成することにより、各溝壁部分領域の3次元モデルを生成する(ステップS203)。溝壁部分領域のモデルを組み合わせて一体化することにより、溝壁領域の3次元モデルを得る(ステップS204)。   Next, a three-dimensional model of each groove wall partial region is generated by creating a mesh by dividing the groove wall region into a plurality of portions while moving each cut surface element along the contour of the land portion (step S203). ). A three-dimensional model of the groove wall region is obtained by combining and integrating the models of the groove wall partial region (step S204).

最後に、ステップS102において作成した陸部領域の3次元モデルと、ステップS203において作成した溝壁領域の3次元モデルとを組み合わせ、かつタイヤ周方向に展開する(ステップS104)。   Finally, the three-dimensional model of the land region created in step S102 and the three-dimensional model of the groove wall region created in step S203 are combined and developed in the tire circumferential direction (step S104).

溝壁領域を多数の部分領域に分割することで、溝底の曲面が交わるような複雑な領域についても、メッシュを手動ではなく、自動で生成できるため、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮できる。   By dividing the groove wall area into a number of partial areas, meshes can be generated automatically, not manually, even for complex areas where the curved surfaces of the groove bottoms intersect. The time to obtain can be reduced.

(第3の実施形態)
ところで、溝壁領域2の溝壁角度θがゼロである場合も考えられる。その場合、溝壁領域2の切断面要素を作成できないので、切断面要素を移動させてメッシュを作成することは困難である。そこで、第3の実施形態では、溝壁領域2の切断面要素を陸部領域4の内側に延長することにより、溝壁領域2の切断面要素を作成できる。これにより、溝壁角度θがゼロであっても切断面要素を移動させて溝壁領域2を複数に分割することにより、メッシュを作成することができる。
(Third embodiment)
By the way, the case where the groove wall angle θ of the groove wall region 2 is zero is also considered. In that case, since the cut surface element of the groove wall region 2 cannot be created, it is difficult to create a mesh by moving the cut surface element. Therefore, in the third embodiment, the cut surface element of the groove wall region 2 can be created by extending the cut surface element of the groove wall region 2 to the inside of the land portion region 4. Thereby, even if groove wall angle (theta) is zero, a cut surface element can be moved and a groove wall area | region 2 can be divided | segmented into plurality, and a mesh can be created.

図14Aは、第3の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を説明する図である。図14Bは、厚みを持たせた切断面要素20の例を示す図である。図14Cは、図14Bに示す切断面要素20を除いた陸部領域4の例を示す図である。 FIG. 14A is a diagram illustrating a tire pattern model creation method according to the third embodiment. 14B is a diagram showing an example of the cutting surface elements 20 1 which gave thick. 14C is a diagram showing an example of a land area 4 1 except the cut surface element 20 1 shown in FIG. 14B.

図14Aに示すように、陸部41cは、陸部領域4と溝壁領域2とを含む。溝壁領域2の切断面要素20は、図8に示す切断面要素20よりも陸部領域4の内側に延長した形状である。本例では、陸部41cの上面の内側に3要素分延長した形状とし、切断面要素20に厚みを持たせる。 As shown in FIG. 14A, the land portion 41c includes a land region 4 1 and the groove wall region 2 1. Cut surface elements 20 1 of the groove wall region 2 1 has a shape obtained by extending the inner side of the land area 4 1 from the cutting surface elements 20 shown in FIG. In this embodiment, the inner three elements partial extended shape of the upper surface of the land portion 41c, to have a thickness on the cut surface element 20 1.

具体的には、図14Aに示す各溝壁角度の代表位置A、B、C、D、E…から、陸部領域4の内側に少なくとも1要素分hだけ離れた対応位置A、B、C、D、E…を設定する。つまり、代表位置A、B、C、D、E…と対応位置A、B、C、D、E…との距離は、少なくとも1要素分hである。そして、これらの対応位置A、B、C、D、E…で溝壁領域と陸部領域とに分ける。 Specifically, the representative position A of each groove wall angle shown in FIG. 14A, B, C, D, from E ..., the corresponding position A 1 at a distance of at least one element h inside the land area 4 1, B 1 , C 1 , D 1 , E 1 ... Are set. That is, the distance between the representative positions A, B, C, D, E... And the corresponding positions A 1 , B 1 , C 1 , D 1 , E 1 . Then, these corresponding positions A 1 , B 1 , C 1 , D 1 , E 1 ... Are divided into a groove wall area and a land area.

このように厚みを持たせた切断面要素20についてメッシュを生成すると、例えば、図14Bに示すように、代表位置A及び対応位置Aを通る切断面要素20が得られる。切断面要素20を移動させることにより、溝壁角度がゼロであってもメッシュを自動で作成することができる。 With such the cut surface elements 20 1 which gave the thickness to generate a mesh, for example, as shown in FIG. 14B, the cutting surface elements 20 1 through the representative position A and the corresponding position A 1 is obtained. By moving the cut surface elements 20 1, the groove wall angle can be created automatically meshes be zero.

切断面要素20に厚みを持たせたため、図14Cに示すように、陸部領域4はその厚みの分だけ小さくなる。陸部領域4については、表面要素40をタイヤ径方向に移動させて複数に分割することにより、メッシュを自動で生成できる。このとき、図3Eを参照して説明したように、表面要素40の大きさを変化させながらタイヤ径方向に移動させてもよい。 Because of slightly thickened cutting surface elements 20 1, as shown in FIG. 14C, the land area 4 1 decreases by the amount of its thickness. The land area 4 1, by dividing the surface element 40 1 in a plurality is moved in the tire radial direction, it can automatically generate meshes. At this time, as described with reference to FIG. 3E, it may be moved in the radial direction of the tire while changing the size of the surface element 40 1.

図15は、第3の実施形態によるタイヤパターンモデル作成方法を示すフローチャートである。第3の実施形態では、図13のステップS201とステップS202との間に、ステップS300の処理を挿入することにより、溝壁領域の切断面要素に厚みを持たせる。   FIG. 15 is a flowchart showing a tire pattern model creation method according to the third embodiment. In the third embodiment, the cut surface element of the groove wall region is given a thickness by inserting the process of step S300 between step S201 and step S202 of FIG.

図15に示すように、まず、陸部領域4と溝壁領域2とに分割する(ステップS101)。溝壁領域2については、最初に、溝壁角度の変化による少なくとも1つの溝壁角度の代表位置を選定する(ステップS201)。次に、溝壁角度の代表位置の陸部表面の内側に対応位置を設定し、溝壁領域2の切断面要素に少なくとも1要素分厚みを持たせる(ステップS300)。各代表位置で溝壁領域の切断面要素についてメッシュをそれぞれ作成する(ステップS202)。 As shown in FIG. 15, first, it divided into a land area 4 1 and the groove wall region 2 1 (step S101). The groove walls region 2 1, first, to select a representative position of the at least one groove wall angle due to the change in the groove wall angle (step S201). Then, set the corresponding position on the inner side of the land portion surfaces of the representative position of the groove wall angle, to have at least one element thickness on the cut surface element groove wall region 2 1 (step S300). A mesh is created for each cut surface element of the groove wall region at each representative position (step S202).

次に、各切断面要素を陸部の輪郭に沿って移動させながら各溝壁部分領域を複数に分割することでメッシュを作成することにより、各溝壁部分領域の3次元モデルを生成する(ステップS203)。溝壁部分領域のモデルを組み合わせて一体化することにより、溝壁領域の3次元モデルを得る(ステップS204)。   Next, a three-dimensional model of each groove wall partial region is generated by creating a mesh by dividing each groove wall partial region into a plurality while moving each cut surface element along the contour of the land ( Step S203). A three-dimensional model of the groove wall region is obtained by combining and integrating the models of the groove wall partial region (step S204).

陸部領域4の表面または切断面の2次元要素を作成し、表面要素40または切断面要素をタイヤ径方向に沿って少なくとも溝底まで移動させて陸部領域4を複数に分割することで、3次元モデルを生成する(ステップS102)。最後に、ステップS203において作成した溝壁領域の3次元モデルと、ステップS102において作成した陸部領域の3次元モデルとを組み合わせ、かつタイヤ周方向に展開する(ステップS104)。   By creating a two-dimensional element of the surface or cut surface of the land region 4 and moving the surface element 40 or the cut surface element to at least the groove bottom along the tire radial direction to divide the land region 4 into a plurality of parts, A three-dimensional model is generated (step S102). Finally, the three-dimensional model of the groove wall region created in step S203 and the three-dimensional model of the land region created in step S102 are combined and developed in the tire circumferential direction (step S104).

以上にように、本実施形態では、陸部41cを第1領域である陸部領域4と第2領域である溝壁領域2とに分割する際、溝壁角度の代表位置を設定し、かつ、代表位置から陸部41cの内側方向に少なくとも1要素分離れた対応位置を設定し、対応位置に沿って陸部領域4と溝壁領域2とに分割する。これにより、溝壁角度θがゼロであるために切断面を陸部の輪郭に沿って移動させることが困難である場合でも、1つ以上の要素分厚みを持たせることにより、溝壁領域2について切断面要素を生成することができる。 As above, in the present embodiment, when dividing the land portion 41c in the groove walls region 2 1 a land region 4 1 and the second region is a first region, to set the representative position of the groove wall angle and setting at least one element apart position corresponding to the inner direction of the land portion 41c from the representative positions, it is divided into a land area 4 1 and the groove wall region 2 1 along the corresponding position. Accordingly, even when it is difficult to move the cut surface along the contour of the land portion because the groove wall angle θ is zero, the groove wall region 2 can be formed by providing a thickness of one or more elements. A cutting plane element can be generated for one.

(第4の実施形態)
陸部領域4の3次元モデルと、溝壁領域2の3次元モデルとを組み合わせる際、陸部領域4と溝壁領域2とについて、互いに隣接する領域のメッシュの形状が一致するように陸部領域4及び溝壁領域2のメッシュを生成することが望ましい。すなわち、図12に示す陸部41bのモデルは、陸部領域4と溝壁領域2との境界において、陸部領域4のメッシュの間隔と溝壁領域2のメッシュの間隔とが一致している。
(Fourth embodiment)
When combining the three-dimensional model of the land region 4 and the three-dimensional model of the groove wall region 2, the land portion 4 and the groove wall region 2 are arranged so that the mesh shapes of the adjacent regions coincide with each other. It is desirable to generate a mesh of region 4 and groove wall region 2. That is, in the model of the land portion 41b shown in FIG. .

このようにメッシュを作成すれば、各領域境界間の節点共有を利用することができるので、拘束結合などの設定の手間が不要となり、解析モデルの作成効率をさらに向上できる。なお、拘束結合とは、隣接領域の輪郭境界で異なる領域節点間の相対変位を発生させないように拘束することである。   If a mesh is created in this way, node sharing between each region boundary can be used, so that setting work such as constraint coupling is not required, and the efficiency of creating an analysis model can be further improved. Note that the constrained coupling is to constrain the relative displacement between different region nodes at the contour boundary of the adjacent region.

(タイヤシミュレーション方法)
次に、本実施形態に係るタイヤシミュレーション方法を説明する。なお、本実施形態に係るタイヤシミュレーション方法は、上述した解析装置50により実現できる。
(Tire simulation method)
Next, a tire simulation method according to this embodiment will be described. Note that the tire simulation method according to the present embodiment can be realized by the analysis device 50 described above.

図16A及び図16Bは、パターンモデル22とケーシングモデル23とを一体化してタイヤ全体のモデル24を作成する方法を説明する図である。   FIG. 16A and FIG. 16B are diagrams for explaining a method of creating the entire tire model 24 by integrating the pattern model 22 and the casing model 23.

図16Aに示すように、上記のように作成したパターンモデル22の他に、パターンモデル22以外の部分であるケーシングモデル23を予め作成しておく。そして、作成したパターンモデル22を、ケーシングモデル23と一体化することにより、図16Bに示すように、タイヤ全体のモデル24を作成することができる。ここで、一体化とは、各隣接領域の輪郭境界での節点共有あるいは拘束結合形式で各領域を完全に結合することである。   As shown in FIG. 16A, in addition to the pattern model 22 created as described above, a casing model 23 that is a part other than the pattern model 22 is created in advance. Then, by integrating the created pattern model 22 with the casing model 23, as shown in FIG. 16B, a model 24 of the entire tire can be created. Here, the term “integration” means that the respective regions are completely coupled in the form of node sharing or constrained coupling at the contour boundary of each adjacent region.

作成したタイヤ全体のモデル24を用いて、解析条件を設定することにより、タイヤ特性のシミュレーションを行うことができる。例えば、所定の嵌合条件、空気圧条件および荷重条件などを解析条件としてタイヤ全体のモデル24に与えることにより、タイヤ特性のシミュレーションを行うことができる。   The tire characteristics can be simulated by setting analysis conditions using the created model 24 of the entire tire. For example, tire characteristics can be simulated by giving predetermined fitting conditions, air pressure conditions, load conditions, and the like as analysis conditions to the model 24 of the entire tire.

図17は、タイヤ全体のモデル24を作成し、シミュレーションする方法の例を示すフローチャートである。図17に示すように、モデル作成部52aにより、ケーシングモデル23を予め作成する(ステップS301)。次に、モデル作成部52aにより、タイヤのパターンモデル22を作成する(ステップS302)。そして、パターンモデル22とケーシングモデル23とを一体化することでタイヤ全体モデル24を生成する(ステップS303)。なお、ケーシングモデル23の作成(ステップS301)とパターンモデル22の作成(ステップS302)との順序は問わない。   FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of a method for creating and simulating the model 24 of the entire tire. As shown in FIG. 17, the casing model 23 is created in advance by the model creation unit 52a (step S301). Next, the tire pattern model 22 is created by the model creation unit 52a (step S302). And the tire whole model 24 is produced | generated by integrating the pattern model 22 and the casing model 23 (step S303). In addition, the order of creation of the casing model 23 (step S301) and creation of the pattern model 22 (step S302) is not limited.

次に、条件設定部52bにより解析条件を設定する(ステップS304)。設定した解析条件により、解析部52cがタイヤ特性についてシミュレーションを行う(ステップS305)。なお、シミュレーションの結果については、評価値算出部52dが算出し、判定部52eが判定を行う。   Next, an analysis condition is set by the condition setting unit 52b (step S304). Based on the set analysis conditions, the analysis unit 52c performs simulation on tire characteristics (step S305). In addition, about the result of simulation, the evaluation value calculation part 52d calculates, and the determination part 52e performs determination.

以上のように、パターンとケーシングとについて、それぞれメッシュを作成し、パターンモデル22及びケーシングモデル23を得て、両者を一体化することにより、ひずみ集中が発生し易い溝底のみに細かいメッシュを用いることができる。これにより、解析モデルの規模(要素数)を小さくすることができる。このことにより、タイヤ全体のモデル24の作成効率をさらに向上できるとともに、解析時間を短縮することもできる。したがって、メッシュを生成し、メッシュによって分割した要素の集合によるモデルを得る時間を短縮でき、シミュレーションにかかる時間を短縮できる。   As described above, a mesh is created for each of the pattern and the casing, the pattern model 22 and the casing model 23 are obtained, and the two are integrated, so that a fine mesh is used only for the groove bottom where strain concentration is likely to occur. be able to. Thereby, the scale (number of elements) of the analysis model can be reduced. As a result, the efficiency of creating the entire tire model 24 can be further improved, and the analysis time can be shortened. Therefore, it is possible to reduce the time required to generate a mesh and obtain a model based on a set of elements divided by the mesh, thereby reducing the time required for simulation.

(実施例)
図18は、タイヤパターン解析モデルの例を示す図である。実施例では、タイヤパターン解析モデルの作成時間の短縮について、手動でメッシュを生成する従来方法と、各実施形態とについて評価を行った。本例では、図18に示すタイヤパターン解析モデルの作成時間について評価を行った。図18に示すタイヤパターン解析モデルは、タイヤサイズが27.00R49 RB42のオフザロード(Off The Road)タイヤのパターンモデル22である。
(Example)
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a tire pattern analysis model. In the Examples, the conventional method of manually generating a mesh and the respective embodiments were evaluated for the shortening of the creation time of the tire pattern analysis model. In this example, the tire pattern analysis model creation time shown in FIG. 18 was evaluated. The tire pattern analysis model shown in FIG. 18 is a pattern model 22 of an off-the-road tire with a tire size of 27.00R49 RB42.

表1は、90万画素のパターンモデルを作成する時間について、従来方法による場合を「100」とし、上記の各実施形態による場合を指数で示す。   Table 1 shows the time for creating a pattern model of 900,000 pixels as “100” in the case of the conventional method, and shows the case of the above embodiments as an index.

表1に示すように、上記のパターンモデルを作成する時間は、第1の実施形態の場合「30」、第2の実施形態の場合「20」、第3の実施形態の場合「20」、第4の実施形態の場合「15」であり、いずれの実施形態による場合も従来方法による場合よりも短い時間で上記のパターンモデルを作成できることがわかった。   As shown in Table 1, the time for creating the pattern model is “30” in the first embodiment, “20” in the second embodiment, “20” in the third embodiment, In the case of the fourth embodiment, it is “15”, and it has been found that the pattern model can be created in a shorter time than in the case of the conventional method in any of the embodiments.

Figure 2017010280
Figure 2017010280

1 空気入りタイヤ
2 溝壁領域
2S 壁面
4 陸部領域
4S 側面
11 ビードコア
12 ビードフィラー
13 カーカス層
14 ベルト層
15 トレッドゴム
16 サイドウォールゴム
20、20A、20B、20C 切断面要素
21 周方向主溝
22 パターンモデル
23 ケーシングモデル
24 タイヤ全体のモデル
33 トレッド部
40 表面要素
41、41a、41b、41c、42 陸部
42a、42b ショルダ部
50 解析装置
51 入出力装置
52 処理部
52a モデル作成部
52b 条件設定部
52c 解析部
52d 評価値算出部
52e 判定部
53 入力部
54 記憶部
55 表示部
60A、60B ラグ溝
61 オープンサイプ
62 エッジサイプ
63 クローズサイプ
141 高角度ベルト
142、143 交差ベルト
144 ベルトカバー
145 周方向補強層
CL タイヤ赤道面
G、GZ、GZ 重心
M1、M2 溝
θ 溝壁角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pneumatic tire 2 Groove wall area | region 2S Wall surface 4 Land area | region 4S Side surface 11 Bead core 12 Bead filler 13 Carcass layer 14 Belt layer 15 Tread rubber 16 Side wall rubber 20, 20A, 20B, 20C Cutting surface element 21 Circumferential main groove 22 Pattern model 23 Casing model 24 Entire tire model 33 Tread portion 40 Surface elements 41, 41a, 41b, 41c, 42 Land portions 42a, 42b Shoulder portion 50 Analysis device 51 Input / output device 52 Processing portion 52a Model creation portion 52b Condition setting portion 52c Analysis unit 52d Evaluation value calculation unit 52e Determination unit 53 Input unit 54 Storage unit 55 Display unit 60A, 60B Lug groove 61 Open sipe 62 Edge sipe 63 Close sipe 141 High angle belt 142, 143 Cross belt 144 Belt cover 145 Circumferential reinforcing layer L tire equatorial plane G, GZ 0, GZ 1 centroid M1, M2 groove θ groove wall angle

Claims (5)

タイヤトレッド面の一部である陸部について、任意の一表面を前記一表面と直交する第1の方向に貫通させた第1領域と、前記第1領域以外の部分である第2領域とに分割するステップと、
前記一表面についてのメッシュを前記第1の方向に移動させて前記第1領域を複数に分割することで前記第1領域についてメッシュを生成して前記第1領域の3次元モデルを生成するステップと、
前記第2領域の切断面についてのメッシュを前記第1の方向とは異なる第2の方向に移動させて前記第2領域を複数に分割することで前記第2領域についてメッシュを生成して前記第2領域の3次元モデルを生成するステップと、
前記第1領域について生成した3次元モデルと前記第2領域について生成した3次元モデルとを組み合わせるステップと、を含むタイヤパターンモデル作成方法。
About the land part which is a part of a tire tread surface, the 1st field which penetrated arbitrary one surface in the 1st direction perpendicular to the one surface, and the 2nd field which is a part other than the 1st field A step of dividing;
Generating a mesh for the first region by moving the mesh for the one surface in the first direction to divide the first region into a plurality of regions, and generating a three-dimensional model of the first region; ,
The mesh on the cut surface of the second region is moved in a second direction different from the first direction to divide the second region into a plurality of pieces to generate a mesh for the second region and Generating a three-dimensional model of two regions;
Combining the three-dimensional model generated for the first region and the three-dimensional model generated for the second region.
前記第2領域の3次元モデルを生成する際、前記第1領域の側面と前記第2領域の壁面とがなす溝壁角度が変化する場合、前記溝壁角度が同じ部分ごとに前記第2領域を分割し、分割した各部分について切断面を前記第2の方向に移動させつつ前記第2領域についてメッシュを生成して3次元モデルを生成し、個々の溝壁部分領域の3次元モデルを組み合わせて、前記第2領域の3次元モデルを生成する請求項1に記載のタイヤパターンモデル作成方法。   When generating a three-dimensional model of the second region, when the groove wall angle formed between the side surface of the first region and the wall surface of the second region changes, the second region is divided into portions where the groove wall angle is the same. And generating a three-dimensional model by generating a mesh for the second region while moving the cutting plane in the second direction for each of the divided portions, and combining the three-dimensional models of the individual groove wall partial regions The tire pattern model creation method according to claim 1, wherein a three-dimensional model of the second region is generated. 前記陸部を前記第1領域と前記第2領域とに分割する際、前記溝壁角度の代表位置を設定し、かつ、前記代表位置から前記陸部の内側方向に少なくとも1要素分離れた対応位置を設定し、前記対応位置に沿って前記第1領域と前記第2領域とに分割する請求項2に記載のタイヤパターンモデル作成方法。   When dividing the land portion into the first region and the second region, a representative position of the groove wall angle is set, and at least one element is separated from the representative position in the inward direction of the land portion. The tire pattern model creation method according to claim 2, wherein a position is set, and the first area and the second area are divided along the corresponding position. 前記第1領域について生成した3次元モデルと前記第2領域について生成した3次元モデルとを組み合わせる際に隣接する領域のメッシュの形状が一致するように前記第1領域及び前記第2領域のメッシュを生成する請求項1から請求項3のいずれか1つに記載のタイヤパターンモデル作成方法。   When combining the three-dimensional model generated for the first region and the three-dimensional model generated for the second region, the meshes of the first region and the second region are matched so that the shapes of the meshes of adjacent regions match. The tire pattern model creation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the tire pattern model is generated. 請求項1から請求項4のいずれか1つに記載のタイヤパターンモデル作成方法でタイヤパターンモデルを作成するステップと、
前記タイヤパターンモデル以外の部分についての3次元モデルであるケーシングモデルを作成するステップと、
前記タイヤパターンモデルと前記ケーシングモデルとを一体化するステップと、
前記タイヤパターンモデルと前記ケーシングモデルとを一体化したタイヤ全体のモデルについてシミュレーションを行うステップとを含むタイヤシミュレーション方法。
Creating a tire pattern model with the tire pattern model creating method according to any one of claims 1 to 4,
Creating a casing model that is a three-dimensional model for portions other than the tire pattern model;
Integrating the tire pattern model and the casing model;
A tire simulation method including a step of performing simulation on a model of the entire tire obtained by integrating the tire pattern model and the casing model.
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